CHEMO-AUTOTROFE SYMBIOSE AL ZO'N 500 MILJOEN JAAR OUD

Trilobieten, een groep van uitgestorven geleedpotigen die zeer bekend zijn bij de verzamelaars van fossielen, hadden in het Laat-Cambrium tot Vroeg-Ordovicium (505-445 miljoen jaar geleden) vertegenwoordigers die in symbiose leefden met bacteriën. Ze deden dit omdat ze leefden in een zuurstof-arm milieu waarin ze onvoldoende prooi konden bemachtigen. In plaats daarvan voedden ze zich met bacteriën die zelf hun energie ontleenden aan een op zwavel gebaseerde stofwisseling. Richard Fortey, een Engels paleontoloog, beschrijft deze specialistische leefwijze die tegelijk de oudst bekende vorm van chemo-autotrofe symbiose vertegenwoordigt (PNAS, 6 juni).

Het gaat om enkele soorten van de familie van de Olenidae, die op de bodem leefden van een zee waar nu Scandinavië ligt. Van sommige van deze soorten was al bekend dat ze een afwijkende anatomie bezaten, onder meer bij hun mond. Daarvoor bestond tot nu toe geen goede verklaring. Een meer gedetailleerde morfologische studie heeft daarin nu duidelijkheid gebracht. Het blijkt dat vooral het vlies rondom het longweefsel een goede `broedplaats voor de bacteriën' moet zijn geweest. Het vertoont kenmerken die ook te vinden zijn bij recente organismen die met bacteriën in symbiose leven, onder meer in de vorm van een zeer sterke vergroting van de oppervlakte door de aanwezigheid van allerlei plooien.

Volgens Fortey hadden sommige soorten zelfs geen normaal ontwikkelde mond (er lag een soort plaat voor hun mondopening), en kunnen ze zich niet op de normale wijze met prooidiertjes of organisch materiaal hebben gevoed. De bacteriën moeten als hun voedsel hebben gediend.

Dat er sprake is van symbiose volgt uit de voorwaarden die de bacteriën aan hun milieu stellen; ze zouden het zonder de trilobieten niet hebben gered, omdat die ervoor zorgden dat ze regelmatig met de goede omstandigheden in contact kwamen. In het zeemilieu worden dergelijke bacteriën namelijk vooral aangetroffen in de overgangszones tussen het zuurstofloze (of minimaal zeer zuurstofarme), zwavelrijke gebied en het gebied met zuurstofrijk water. Volgens de veldgegevens waren destijds inderdaad zowel zuurstofarme als zuurstofrijkere zones ter plaatse aanwezig. Er zijn elders bovendien sporen gevonden in gesteenten die vroeger op de zeebodem zijn gevormd, die volgens andere onderzoekers aan Olenidae moeten worden toegeschreven, en erop wijzen dat ze zijn gemaakt door dieren die even boven de zeebodem zwommen en daar af en toe naar toe doken. Dat zou er volgens Fortey op kunnen wijzen dat deze trilobieten op het grensvlak van zuurstofarm en zuurstofrijk water zwommen om enerzijds hun eigen behoefte aan zuurstof te dekken en om anderzijds de in symbiose levende zwavelbacteriën gunstige voorwaarden voor hun stofwisseling te bieden. Een recent dier met een vergelijkbare leefwijze is volgens Fortey de mosselsoort Solemya.